7.6直流輸電電纜線路

1、2024/3/15,1,課程內(nèi)容,第七章 高壓直流輸電線路,2024/3/15,2,第3節(jié) 直流輸電電纜線路,可以遠(yuǎn)距離大容量輸電它主要應(yīng)用于海底電纜以及向大城市供電的地下電纜,一、直流電纜應(yīng)用場合與發(fā)展概況,由于特殊原因（例如需要跨越水域、難以解決架空線路走廊用地問題等 1）電纜在直流電壓作用下的絕緣強(qiáng)度幾乎等于交流下的三倍，所以同樣一根電纜用于直流輸電，工作電壓可取得比交流輸電時(shí)高得多，輸電容量亦相應(yīng)增

2、大；由于這個(gè)原因，再加上電纜本身的制造價(jià)格十分昂貴，所以電纜線路的交、直流輸電等價(jià)距離要比架空線路小得多（只有幾十公里）。,2）電纜的電容是相當(dāng)大的，因此交流下的電容電流也很可觀，每相電容電流為：,電力電纜采用直流方式輸電原因：,2024/3/15,3,實(shí)際上，對每一種交流電纜都可以求出某一臨界長度lcr，這時(shí)的電容電流Ic正好等于容許負(fù)載電流Ip，所以由此可知，臨界長度隨電壓的提高而縮短，在一般條件下，其數(shù)量級只有數(shù)十公里。與此

3、形成對照的是直流電纜的容許長度幾乎沒有什么限制，因?yàn)樵谥绷飨拢浞€(wěn)態(tài)電容電流僅由紋波電壓所引起，數(shù)值甚小。除了上述主要優(yōu)點(diǎn)外，在跨越海蛺的場合采用直流電纜輸電還有一個(gè)好處即在必要時(shí)，可僅用一根單芯電纜利用海水作為回流電路，來輸送一定電力。,2024/3/15,4,電力電纜在中國的應(yīng)用：,海南聯(lián)網(wǎng)工程初期： 采用交流輸電形式，始于廣東湛江500千伏港城變電站，終于海南省500千伏福山變電站，全線由139公里的架空線路和32公里

4、的海底電纜組成。該工程的投運(yùn)可解決海南“大機(jī)小網(wǎng)”的突出問題，提高供電可靠性與穩(wěn)定性，有利于發(fā)揮大電網(wǎng)優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)南方電網(wǎng)五省區(qū)更大范圍內(nèi)的資源優(yōu)化配置。后期：采用直流輸電形式，±500kv，1200MW。,2024/3/15,5,2024/3/15,6,電力電纜在國外的應(yīng)用：,2024/3/15,7,,,2024/3/15,8,1）直流電纜絕緣要求,①能承受直流輸電潮流反轉(zhuǎn)時(shí)帶來的電壓極性瞬時(shí)改變 ②能承受系統(tǒng)故障引

5、起的過電壓 ③能承受由與架空輸電線路連接時(shí)帶來的大氣過電壓與正常直流電壓的疊加。 故要求高壓直流電纜不易老化，工作壽命長，能在額定直流電壓下可靠的輸送負(fù)荷，且能承受一定的過電壓。,2）直流電纜電場分布特點(diǎn),直流電纜絕緣層中電場分布不像交流電纜那樣那個(gè)簡單和容易計(jì)算,二、直流電纜技術(shù)特點(diǎn),2024/3/15,9,3）直流電纜絕緣特性,電纜在直流作用下，與在交流作用下的絕緣特性有顯著不同。主要區(qū)別是：,①電場分布不同，在直流

6、作用下，絕緣電阻系數(shù)隨溫度成指數(shù)變化。溫度分布的改變，會使電場分布大大改變，這使直流電纜絕緣層中電場分布比交流電纜中復(fù)雜的多。 ②擊穿強(qiáng)度不同。,,※ 電纜絕緣的直流擊穿強(qiáng)度較高，幾乎與它的沖擊擊穿場強(qiáng)等值。即90～100kv/mm。其與電壓作用時(shí)間增長而下降的趨勢不像在工頻電壓作用下那么顯著。 ※ 直流擊穿場強(qiáng)與浸漬劑粘度有關(guān)，粘度高時(shí)，直流擊穿強(qiáng)度數(shù)值與沖擊擊穿強(qiáng)度幾乎相等,2024/3/15,10,2024/3/1

7、5,11,1、與交流電纜相比，直流電纜的傳輸過程中的電能損耗較小。直流電纜的電能損耗主要是導(dǎo)體直流電阻損耗，絕緣損耗部分較小（大小視整流后電流波動大小有關(guān)）；而低壓交流電纜的交流電阻比直流電阻稍大，高壓電纜則很明顯，主要是因?yàn)猷徑?yīng)和集膚效應(yīng)，絕緣電阻的損耗占較大比例，主要是電容和電感產(chǎn)生的阻抗。2、輸送效率高，線路損失小。3、調(diào)節(jié)電流和改變功率傳送方向方便。4、雖然換流設(shè)備價(jià)格比變壓器要高，但電纜線路使用成本要比交流電纜低得多